先日のブログに続き新型コロナ感染症における栄養学です。
COVID-19感染症における栄養上の問題には、食物摂取量の減少、異化作用の亢進、急速な筋肉の衰えなどが挙げられる。
いくつかの研究で、コロナ感染による入院患者は栄養不良が大きな問題となっており、患者の転帰は栄養状態と強く関連していることが示された。
リンクの研究は、コロナ感染患者における栄養療法およびプロバイオティクス療法の可能性について有用な情報を収集することを目的としたもの。
方法
2021年9月13日までに発表された研究を含む、文献のナラティブレビューを行った。
結果
プロバイオティクスはACE2受容体の阻害、すなわちウイルスの細胞内への通過を抑制し、また、炎症性サイトカインカスケードによる免疫反応の抑制にも有効であると考えられる。
患者の食事では、オメガ3脂肪酸（2〜4g/d）、セレン（300〜450μg/d）、亜鉛（30〜50mg/d）、ビタミンA（900〜700μg/d）、E（135mg/d）、D（20,000〜50,000IU）、C（1〜2g/d）、B6、B12などの微量栄養素を十分に摂取することが重要と考えられる。
1日の摂取カロリーは1500-2000以上とし、75-100gのタンパク質を摂取する。
プレバイオティクスである食物繊維とプロバイオティクスを十分に摂取して腸内細菌叢を治療することは、COVID-19患者にとっても、感染歴のない人にとっても、免疫調節に非常に役立つ手段であることが判明した。
プロバイオティクス／プレバイオティクス療法は、下痢をしている患者にとって有益な補助療法であると思われる。
特定のプロバイオティクスを使用することで、ウイルスの病原性や重症度を低下させることができるため、詳細なガイドラインの作成が必要である。
タンパク質、ビタミン、微量栄養素の摂取量を増やせば感染患者の免疫機能を促進することは間違いない。さらに、脂肪酸のEPAやDHA、ポリフェノールなどの抗炎症作用のある食事成分は ウイルスによる炎症作用を緩和することができる、と結論。
Patient Nutrition and Probiotic Therapy in COVID-19: What Do We Know in 2021?
・虚弱体質、多臓器不全または慢性疾患を有する者、重度の肥満はコロナ重症化のリスク要因である。ほとんどの感染症は無症候性または軽度であるが、多くのデータが、コロナ感染症は長期的な影響を及ぼす可能性を示唆している。低リスク者であってもコロナの慢性症状が観察されることがある。COVERSCAN研究では、コロナから回復し、追跡調査を受けた成人の42％が10以上の症状を有しており、単一臓器（70％）および多臓器（29％）の障害を伴う重度の後遺症を発症したケースもある。
140日間47,780人のコロナ感染患者を入院後にモニターした別の研究では、29.4%が再入院（主に糖尿病、心血管イベント、慢性腎臓病、肝臓病）を余儀なくされ、12.3％が退院後に死亡した。
・いくつかの研究で、コロナ入院患者の栄養失調が大きな問題であることが示されている。武漢の人々を対象とした研究で、GLIM基準に基づいて評価された栄養不良はより長い入院期間と関連していた。
さらに、ICU においてNRS2002（2002年に欧州臨床栄養代謝学会により開発された，主に急性期向けの栄養スクリーニングツール）のスコアが3以上だと、高死亡率および入院期間の延長と相関していたとする研究もある。
・栄養リスクスコアによる評価でも、コロナ重症患者の予後を予測することが証明された。外来および入院中の栄養スクリーニングは重要なテーマであると認識されている。さらに、炎症および栄養不良マーカーは、死亡率予測に役立つことが証明されている。
他の研究者のメタアナリシスでは、血清プレアルブミン値の低下は、コロナ患者の重症度および死亡率と関連することが 示されている。
・COVIDの治療を支援するための微量栄養素の潜在的な効果についてもいくつか研究されている。分析の結果、入院患者の3分の2以上にビタミンD欠乏が見られ、42％にセレン欠乏が見られた。
・コロナ感染症は主に呼吸器系の問題と関連しているが、1141例のレトロスペクティブ分析では、16％が消化器（GI）症状のみを呈していた。
最近のメタアナリシスでは、軽度の感染症状では11.8％、重度の感染症状では17.1％にGI症状があることが確認された。
注目すべきは、腸内細菌叢の異常と呼吸器感染症との関連性が観察されていることである。潜在的な腸-肺軸は感染症を制御し、治療をサポートするためのターゲットメカニズムの一つとみなされている。コロナ感染患者の中には、腸内のLactobacillusやBifidobacteriumなどのプロバイオティクス細菌のレベルが低下している人がいる。
・他の研究で、コロナ感染率が高い患者の糞便メタゲノムには日和見病原体（Collinsellaaerofaciens、Collinsella tanakaei、Streptococcus infantis、Morganella morganii）が豊富に存在することを示された。これらの細菌は、局所的にも全身的にも免疫系に影響を与える。
・微生物叢の調整は、免疫学的メカニズムを改善し、ウイルス感染の影響を抑えるための有望な戦略である。プロバイオティクスは、制御性T細胞を増やし、炎症性サイトカインの産生を減少させ、抗炎症メディエーターの放出を増加させ、抗ウイルス防御を改善する。さらに、プロバイオティクスは粘膜免疫を高め、腸管と肺の両方のバリアーを改善し、ホメオスタシスの維持に貢献する。
さらに、アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)の抑制効果の可能性も考えられている。
・腸内細菌を介したACE2の発現の抑制は、SARS-CoV-2の細胞への侵入に影響を与えるとされている。注目すべきは、ACE2が肺と腸で高発現していることである。コロナのスパイクタンパク質は、細胞侵入のための結合受容体としてACE2を標的としている。経口投与されるプロバイオティクスは、腸-肺軸を介して抗ウイルス効果を発揮する。
・腸内細菌叢は、細菌の代謝産物や細菌のリポ多糖を介して、肺の免疫活性を調節する可能性がある。短鎖脂肪酸、リポポリサッカライド、エキソポリサッカライドなどの細菌代謝物は、宿主の免疫系の調節 (IFN-γ、IgA、IL-12、NK細胞などへの影響) を介して間接的に抗ウイルス効果を発揮する。
プロバイオティクスは、腸内細菌叢のバランスと機能的なホメオスタシスの回復に寄与し、特にムチンの分泌を増加させることで病原性微生物の侵入を防止する。
ビタミンD
ビタミンDは、単球、マクロファージ、樹状細胞に存在するビタミンD受容体が単球、マクロファージ、樹状細胞に存在し、免疫賦活作用がある。さらに、ビタミンDはカテリシジンやβ-ディフェンシンなどの抗菌性タンパク質の産生を促進する。
ビタミンDは腸内細菌叢の正常な構成を促進し、腸管上皮細胞のタイトジャンクションタンパク質の発現を増加させる。その主な摂取源は、脂身の多い魚、レバー、卵、野生のキノコ類。
ビタミンDの予防投与量は、2000IU/d（50μg/d）。
肥満の成人では1600～4000IU、肥満の小児および青年では1200～2000IUとする。20,000～50,000IUの投与は、呼吸器感染症において支持的であることが示唆されている。
ビタミンA
ビタミンAの主な役割は、上皮組織や皮膚の分化に関与して病原体に対する機械的バリアを維持することである。
また、レチノイン酸の形で免疫細胞の分化と増殖に関与している。さらに、レチノイン酸は腸管免疫反応を促進する。
ビタミンAはプロビタミンAの形で、野菜に含まれている。
ニンジン、パセリの葉、ホウレンソウ、ケール、ブロッコリーアプリコット、モモなどの果物にも含まれている。
摂取量は1日あたり900～700μg。
ビタミンE
ビタミンEは、ナッツ類や植物油に多く含まれるトコフェロールの形で存在する。また、一部の種子や穀物にトコトリエノールの形で含まれている。
脂質環境下では抗酸化物質として働き、活性酸素から細胞膜を保護し、上皮バリアーをサポートし、T細胞を刺激する。
重要なのは、呼吸器系を含む感染症に対する身体の感受性を調節する役割を果たすことである。
ビタミンEは60歳以上の健康な成人の感染リスクを低減する。
予防投与量は、男性では10mg、女性では8〜11mg
呼吸器感染症のサポートとして提案されている用量は135mg/日。
亜鉛
亜鉛欠乏は下痢や肺炎のリスクを高める。
亜鉛は特にT細胞にとって重要。
食事による亜鉛の摂取源としては、貝類、肉類、レバー、チーズ、穀類（ソバ）、全粒粉パンなど。
1日の予防投与量は8～11mg/dで、呼吸器感染症の場合は30～50mg/dが推奨されている。
セレン
セレンは抗酸化物質として重要な役割を果たし、白血球やナチュラルキラー（NK）細胞の機能に影響を与え、結果として抗酸化物質による宿主防御システムを調整する。
セレンは、魚類、貝類、肉類、卵、ナッツ類に多く含まれている。
成人のセレン推奨摂取量は25〜100μg/日。
上限摂取量は300〜450μg/dに設定されている。
オメガ3脂肪酸
主な健康効果は、体内で活性代謝物に変換されることによる抗炎症作用と抗血小板作用。
リノレン酸（ALA）は種子油に含まれており、特にアマニ油、亜麻仁油、チアなどに多く含まれている。
EPAとDHAは、油性の魚、藻類、魚介類から容易に摂取することができる。
クルクミン
クルクミンは天然の治療薬。
無作為化試験において、クルクミン（525mg、1日2回）とピペリン（2．
1日2回）とピペリン（2.5mg）を併用することで、COVID19患者の補助療法として使用できることが示された。
・コロナ患者の免疫栄養学の観点から、ポリフェノールは検討に値する。
ポリフェノールは、抗酸化作用と抗炎症作用]を持ち、腸内細菌叢の状態に影響を与えることが証明されている。
ポリフェノールの良質な摂取源は、カカオ製品、色の濃いベリー類、種子類（亜麻仁など）、ナッツ類（ヘーゼルナッツ、クリなど）、野菜、各種の種子、ドライハーブなど。
研究では代謝プロセスへの積極的な関与が確認されており、脂質の代謝及びLDLコレステロールの減少、HDLコレステロール増加、脂質異常症を正常化するなど脂質代謝に影響を与える。
インフルエンザの予防にも有効である。
ポリフェノールは細胞のシグナル伝達経路を修正し、ウイルスを減少させる能力があることが報告されている。
他の研究では、ブドウ、ホザキシモツケ、クランベリーに含まれるポリフェノールを調査したところ、これらはin vitroモデルにおいて、別のウイルスであるMERSの複製を阻害することが判明した。
・アミノ酸にも免疫賦活作用が認められている。
グルタミンとアルギニンは免疫機能を制御し、代謝に影響を与える。
文献データでは、アルギニン摂取は感染症や線維性疾患における炎症との戦いや、一般的な免疫調節において重要とされている。
感染症の場合、25～35g/日の摂取が推奨されている。
グルタミンは、体内で最も汎用性の高いアミノ酸。免疫細胞によるグルタミンの消費量は、グルコースの消費量と同程度。
・ディスバイオシス（腸内フローラの異常）は、炎症性腸疾患（IBD）、過敏性腸症候群（IBS）、セリアック病、大腸がん、肝性脳症、神経変性疾患に影響を与える。また、2型糖尿病、心血管疾患、うつ病の患者においても時間の経過とともにマイクロバイオータの組成が変化することが確認されている。
微生物叢の異常がもたらす影響は、内臓領域に限られない。炎症性の呼吸器系疾患、すなわちアレルギー、喘息、慢性閉塞性肺疾患との関連が指摘されている。
マウスを用いた研究では、ウイルス性肺感染症によって腸内細菌叢の組成に好ましくない変化をもたらすことが明らかになっている。腸内細菌叢は、ウイルス感染症治療の有望なターゲットになるかもしれない。
・重症化したコロナ感染症で観察される腸管障害は、腸内細菌叢の異常と関連している。入院中のCOVID-19患者は、吐き気、嘔吐、食欲不振、下痢などの症状を呈する。これまでのところ、コロナ患者の下痢はACE2受容体の機能が変化したためではないかと考えられている。
ACE2は、肺組織、鼻咽頭粘膜、脳、胃上皮、十二指腸など、多くの臓器に存在しており、小腸や大腸はSARS-CoV-2に感染しやすくなる。
・COVID-19は、腸内細菌叢の異常や腸-肺軸の概念と関連している可能性がある。腸内細菌叢の構成が変化し、腸上皮の機能が低下することで腸管免疫応答が亢進し、それに伴って腸内炎症の発生につながる。この現象は、細菌の代謝物や細菌の血流への侵入を許してしまう俗に「リーキーガット」と呼ばれる腸管透過性の増加と関連している。
・呼吸器系微生物叢の有害な変化は、腸内細菌叢にも有害な影響を与える。
文献によると、呼吸器のウイルス感染によって乳酸菌と乳酸球菌の相対的な数が減少し、同時に腸内細菌叢では腸内細菌が増加する。COVID-19患者では、症状がなくても腸内細菌叢が乱れており、腸内細菌の多様性が低下し、Rothia、Actinomyces、Veillonella、Streptococcus といった日和見病原菌が大幅に増加していることがわかった。
・健康な腸内細菌叢は植物繊維の発酵とSCFAの産生により呼吸器の免疫をサポートし、肺組織の樹状細胞の数を増やしてアレルギー反応を弱める可能性がある。一方、SCFAレベルが低いとアレルギー性気道疾患の発生率が高くなることがわかっている。
さらに、腸内細菌叢の異常はACE2受容体を介してSARSCoV-2の肺から腸管上皮細胞への移行を可能にすると考えられる。重度のCOVID-19患者の回復には、腸内細菌叢の障害が重要な意味を持つ可能性が示唆されている。
パイロットスタディでは、COVID-19の感染症状よりも、腸内細菌叢の組成の有意な変化のほうが長く観察された。患者はCoprobacillus、Clostridium hathewayi、Clostridium ramosumの量が対照群に比べて多く、抗炎症細菌であるFaecalibacterium prausnitziiの量は重症度の増加に伴い減少していた。
・ACE2受容体の活性を阻害する微生物を用いることで、ウイルスのヒト細胞への侵入を抑え、その結果、炎症プロセスを弱めることができる可能性がある。
例えば、Lactobacillus属やBifidobacterium属はACE阻害剤となるタンパク質を合成しており、呼吸器感染症患者の炎症の重症度を低下させる可能性がある。SARSCoV-2ウイルスに感染した患者では、これらの細菌の存在量が減少しているという報告もある。
・コロナ重症患者の著しい食欲減退は憂慮すべき問題である。
マウスの食欲減退とカロリー低下の間には一定の関係が観察されており、BacteroidetesとFirmicutesの存在比が大幅に増加することは、呼吸器系ウイルス感染時の微生物叢の変化に関する研究でも指摘されている。食物からのエネルギー摂取量の減少（COVID-19患者では著しい食欲不振により観察される）は、患者の状態を悪化させる一因となる。
・Lactobacillus caseiが腸管関連リンパ組織（GALT）細胞を刺激して免疫グロブリンA（IgA）を産生する効果を示すことは注目に値する。分泌型IgAは、感染時の自然免疫の最も重要な構成要素の一つとして認識されている。プロバイオティクス細菌による腸内コロニー形成によってB細胞数が増加し、その結果、リンパ節や大腸でのIgA発現が増加するとともに、IL-23発現の原因となるTh細胞や樹状細胞の数も増加する。これらの反応は、呼吸器系ウイルス感染症の発生を減少させ、その症状を弱める。
・Lactobacillus paracaseiに含まれるACE2を経口投与することで、SARS-CoV-2と結合し、ヒト細胞のACE2受容体との相互作用とそれによる感染を防ぐことで、COVID-19に対する防御となる可能性がある。無作為化比較試験のシステマティックレビューとメタアナリシスでは、プロバイオティクスとプレバイオティクスが免疫原性を高めることが示唆されている。
・呼吸器疾患における利点から、様々な種類のプロバイオティクスがこれまでに検討されている。中でも最も著名な乳酸菌（LAB）のLactobacillus spp.とBifidobacteriaは、最も広範囲に研究されている。
多くの研究は、H1N1とRSVウイルス感染における活性を調査したもの。その結果、Lactobacillus plantarum L-137,、L. plantarum DK119、 L. rhamnosus CLR1505、 L. gasseri TMC0356、 Bifidobacterium longum BB536,、B. animalis ssp. Lactis BB12が抗ウイルス防御に関与し、免疫反応やサイトカイン産生を調節することが明らかになった。さらに、上記のすべてのプロバイオティクスは、感染症の期間を短縮し、重症度を低下させ腸の健康と全体的な免疫力を向上させた。
・ヒトを対象とした無作為化二重盲検プラセボ対照試験の結果、L. rhamnosus GG（108 CFU）を牛乳で1日3×7ヶ月間摂取させ、L. acidophilus（min. 109/capsule）とB. bifidum（min. 109/capsule）の組み合わせをカプセルで1日2×3ヶ月間摂取させ、L. acidophilus（min. 109/capsule）とB. bifidum (min. 109/capsule)をカプセルに入れて1日2回、またはL. casei DN 114001を発酵ヨーグルトに入れて1日2回摂取したところ、小児および成人において、呼吸器感染症（RTI）リスクおよびRTIエピソードの期間が短縮され、咳、発熱のリスクおよび鼻水が減少したことが示された。
SARS-CoV-2による感染症を含むウイルス感染症の最適な予防と治療のために、他の種類のプロバイオティクス細菌の研究を進めるべきである。